绿色氨：生产工艺、成本及碳强度的验证方法

什么是绿色氨

绿色氨是一种由 绿色氢和氮组成的分子。

传统氨的生产依赖于化石燃料制得的氢气，这种氢气通常通过天然气蒸汽甲烷重整法生产。绿色氨则用绿色氢气替代上述氢气，而绿色氢气是通过可再生能源驱动的水电解产生的。

传统氨和绿色氨的分子结构本身是相同的。不同之处在于生产路径。不同的生产路径会导致不同的碳足迹。

简而言之，“绿色”指的是氢气的生产方式，而非氨的某种不同形态。因此，所谓“绿色氨”的故事，本质上其实是关于碳强度的故事。市场对这种分子的估值，取决于其生产过程中排放了多少碳。

全球氨产量约为每年2.3亿吨。其中约70%通过天然气蒸汽甲烷重整法生产，另有约20%通过煤炭部分氧化法生产。目前仅约10%采用电解法生产。 

这意味着市场的主体仍具有高度的碳密集型特征，尽管向低碳生产的转型正在进行中，但仍面临着切实的障碍：高昂的资本成本、基础设施缺口，以及如何将低碳产出转化为经济收益的不确定性。

为何氨在能源转型中至关重要

氨的重要性不仅体现在其在氮肥领域中的历史作用上。

氨也是整个化工行业的一种关键原料，并且正逐渐成为一种广受欢迎的船舶燃料，同时也是大规模运输和储存氢气的实用方案。

• 化肥与化学品：农业是氨的最大消费领域，但为减少食品供应链中的温室气体排放所做的努力，正推动行业向低碳投入品转型。
• 航运燃料与海运脱碳：海运业将绿色氨燃料视为远洋航运的解决方案。诸如“FuelEU Maritime”等法规以及国际海事组织（IMO）修订后的战略，正推动船东转向零碳替代方案。
• 氢的运输与储存：众所周知，纯氢的运输难度极大。将其转化为液态氢不仅能耗高，而且成本昂贵。相比之下，氨气更易于储存和运输，因此是一种高效的氢载体。
• 工业热电：一些人认为，在燃气轮机中燃烧氨，或将氨作为混烧燃料用于燃煤电厂，是降低碳排放的一种途径。

从商业角度来看，氨的重要性在于它处于传统大宗商品、未来燃料和碳市场的交汇点。作为一种全球交易的能源大宗商品，投资者、买家和政策制定者都通过气候风险与机遇的视角来审视它。

绿色氨是如何生产的

绿色氨的生产是一个复杂的三步过程：

绿色氢气生产

首先，氨生产设施通过电解制取氢气。在电解槽内，电流将水分子分解为氢气和氧气。如果所用的电力来自太阳能或风能等可再生能源， 所产生的氢气便是“绿色”的。因此，这一步骤彻底改变了后续氨生产过程的排放特征，并消除了对天然气的依赖，同时也避免了传统蒸汽甲烷重整工艺带来的碳排放。

电解槽的类型同样至关重要。不同的电解技术——质子交换膜（PEM）、碱性（ALK）和固体氧化物（SOEC）——其能耗水平各不相同，这直接影响氢气的碳强度，进而影响所生产的氨的碳强度。

氮气分离

生产氨还需要氮气，这些氮气是通过空气分离装置从大气中提取的。虽然生产过程中的这一环节比制氢的能耗要低，但所消耗的能源仍会影响最终产品的总体碳强度。

哈伯-博世法氨气合成

最后，绿色氢气和氮气进入哈伯-博世法工艺。在此步骤中，在金属催化剂的作用下，这些气体在高压和高温条件下结合，生成氨。这一工艺与过去一个多世纪以来用于生产氨的工艺相同。不同之处在于能源输入和氢气来源。通过使用可再生能源，绿色氨的生产工艺降低了最终化学品的碳足迹。

Sylvera氨碳强度框架中，电解制氨的碳强度（CI）评分是通过将能耗率（MWh/tNH₃）乘以能源排放因子（tCO₂e/MWh）计算得出的，具体数值取决于电力来源——无论是专用可再生能源、电网还是电力购买协议。 这意味着，两座均被标为“绿色”的设施，其碳强度评分可能因电解槽类型和电源的不同而存在显著差异。

绿色氨与灰色氨及蓝色氨

市场根据颜色对氨进行分类。这些标签代表不同的碳表现水平，而非指代化学品的物理外观。

• 灰色氨：作为该化学品的标准形式，灰色氢气来源于未进行碳捕获的化石燃料。这是该产品中碳强度最高的版本。
• 蓝氨：这种化学品是以化石燃料制得的氢气为原料生产的，但制造商采用碳捕获与封存（CCS）技术来减少排放。
• 绿色氨：这种化学品是以可再生氢为原料制成的。正因如此，绿色氨的潜在排放量最低。

“潜力”是关键所在，因为“绿色”这一标签可能会产生误导。绿色氨的实际碳强度会因多种因素而异，包括能源来源、捕获率、边界条件假设以及生产工厂的效率。

Sylvera框架完全摒弃了这些分类标签，而是为每家工厂分配一个连续的碳强度值——以每吨氨（NH₃）的二氧化碳当量（tCO₂e）为单位。这使得不同生产方法和地区之间能够进行同类比较，从而揭示出颜色分类所掩盖的排放表现的真实差异。

绿色氨的用途

绿色氨市场主要分为两部分。一方面是已成熟的工业用途；另一方面则是新兴的高增长应用领域。让我们分别来详细了解一下：

已确立的工业用途

化工行业利用氨来生产氮肥。此外，氨还被用作工业化学原料，用于生产硝酸等产品。

主要买家包括雅苒国际（Yara International）、IFFCO、科罗曼德尔国际（Coromandel International）、帕拉迪普磷酸盐（Paradeep Phosphates）和马迪亚巴拉特农产（Madhya Bharat Agro Products）等农业化肥生产商；巴斯夫（BASF）和空气产品公司（Air Products）等化工企业；以及尤尼珀（Uniper）、E.ON、RWE和JERA Co.等能源及公用事业公司。特拉莫（Trammo）、丸红（Marubeni）和三井（Mitsui）等大宗商品贸易商也是活跃的买家。

Sylvera 可通过“大宗商品洞察”工具展示氨的主要历史采购方，帮助氨生产商更快地与潜在客户建立联系。

新兴的高增长应用领域

绿色氨燃料在航运业正日益受到青睐。欧盟的“碳边境调整机制”（CBAM）和“FuelEU Maritime”等法规，为低碳燃料提供了明确的经济激励。除了航运领域，氨作为国际贸易中的氢载体以及长时储能介质，也正逐渐受到关注。

如今绿色氨的成本是多少

绿色氨的价格高于传统氨的价格。这种价差主要受以下因素驱动：可再生电力成本、电解槽的资本支出和效率、氨合成厂的资本支出、设备利用率，以及现有的储存和运输基础设施。

尽管以上所述皆属实，但“绿色氨的价格有多高？”并不是一个恰当的问题。相反，我们应该问：“在什么条件下，绿色氨才能在当前市场上具备竞争力？”

第二个问题的答案因地区而异。中东和澳大利亚在绿色氨生产方面处于领先地位，因为这些地区的太阳能和风能经济效益极为显著。可再生能源发电成本的降低直接导致绿色氨价格下降，这也正是地理因素在决定可行绿色氨项目选址方面发挥重要作用的原因。

值得一提的是：绿色氨市场中的溢价取决于碳强度数据的可信度。如果没有经过验证，买家是不会支付绿色溢价的。

为何碳强度比颜色标签更重要

买家已经意识到，“绿色”标签并不能保证产品性能。

许多设施都生产绿色氨，但其中一些设施的碳足迹要大得多。这种差异主要取决于电力来源、系统边界以及核查方法。

Sylvera数据清楚地说明了这一点：不同氨生产设施的碳强度差异可能相当显著，从低至 0.25 kgCO₂e/kg 氨到高至 5.5 kgCO₂e/kg 氨不等。这绝非微不足道的差异，而是真正低碳产品与某些情况下仅比传统氨略有改进的产品之间的本质区别。颜色标签完全掩盖了这一事实。

在实际市场中，买家关注的是经测量的碳强度，而不仅仅是宣称的减排路径。这一转变将持续扩大，因为它是由严格的标准所推动的：

• RFNBO标准：要求氢衍生燃料必须符合严格的增量性和时间匹配标准。
• 碳边境调整机制（CBAM）：该机制要求提供针对具体设施的排放数据，因此仅凭笼统的“绿色”宣称无法满足合规要求。
• 购销协议：现代合同中越来越多地包含碳强度阈值，生产商必须对此进行验证，才能获得价格溢价。

如何可信地验证碳强度

可信的验证是将“绿色”主张转化为有价值、可交易资产的唯一途径。组织必须衡量多个数据点才能实现这一目标：

• 电源与匹配方法
• 所用电解槽的实际效率
• 氮气分离的具体能耗
• 氨合成所需的精确能量投入
• 所有上游和运输环节的排放
• 所有分配和系统边界假设

常见的核查误区包括：在缺乏可靠来源证据的情况下宣称能源可再生；采用不一致的生命周期边界；将电网平均排放强度套用于标榜为“绿色”的产品；依赖未经第三方核查的自我申报数据；以及用通用排放因子替代针对具体设施的测量数据。

采购方需要标准化碳强度评估来比较供应商。否则，采购决策将仅基于供应商的声明，而非实际证据。在这种情况下，生产商为确保项目经济可行性而需要的绿色溢价将难以获得合理依据。

绿色氨在碳分级大宗商品市场中的定位

绿色氨是商品市场整体转型的一部分。钢铁、水泥、氢能和航运燃料正经历着类似的转型，如今买家和监管机构不再仅依据 商品等级来区分产品，而是根据其内嵌碳强度进行区分。

这为能够证明自身排放量较低的生产商创造了新的价值，同时也给那些无法区分可信的低碳供应与营销宣传的买家带来了新的风险。毕竟 ，碳信用额和低碳商品已不再是相互独立的策略。它们同属商业与合规的大局，明智的买家也会将其视为一体。

对于绿色氨而言，其价值将取决于生产商能否证明其生产设施层面的隐含排放量更低，而非仅仅宣称采用绿色生产路径。

Sylvera 的Sylvera

买家难以对绿色氨供应商进行比较，而投资者则缺乏评估氨生产设施所需的数据。Sylvera 通过独立核查Sylvera 这些问题，使生产商能够向市场展示其竞争优势。

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碳市场背景

随着碳市场的持续演变，绿色氨已成为大宗商品定价、合规要求与碳强度三者交汇的核心。Sylvera 宏观市场背景，有助于市场参与者理解这些力量如何重塑行业格局。

未来并非“碳信用额与大宗商品”的对立，而是两者的融合。绿色氨便是碳强度、合规要求与大宗商品价格相互关联的一个例证。 Sylvera 申请Sylvera 的免费演示，了解我们的平台如何助您保持市场领先地位。

绿色氨的未来走向

绿色氨的长期发展潜力巨大，但其增长取决于若干必要的发展条件，例如持续扩大电解槽产能、增加可再生能源供应、投资氨燃料补给及海运基础设施、加强碳核算要求，以及亚洲和欧洲持续的政策支持。

经济形势正在好转，监管压力与日俱增，需求信号也十分明确。但市场能否兑现其承诺，关键在于碳强度声明能否得到大规模验证。这正是将所有要素串联起来的关键所在。

用绿色氨对抗气候变化

绿色氨是一种重要的低碳大宗商品。它有望重塑化肥生产、航运燃料及氢能贸易。但这仅在市场能够区分可信的低碳供应与泛泛的营销宣传时才成立。Sylvera 提供帮助。

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